本章有兩條主線。第一條是 P1PK、Globoside(GLOB)、FORS 三個血型系統:它們的抗原都長在紅血球膜 ceramide 上的醣鏈,由同一條合成路徑上的酵素一步步接出 P1、Pk、P、NOR、FORS1、LKE 等抗原;重點是 P1/P2 其實是 A4GALT 基因「表現量」的差異,而不是抗原有無。第二條是 I 與 i:i 是直鏈、I 是分支,出生後兩年內由 i 轉成 I,成人 i 血型常合併先天性白內障,原書以臺灣家族的研究解開了這個部分聯結之謎,也解釋了為什麼嬰兒不易發生嚴重的 ABO 新生兒溶血症。內容為 AI 依原書改寫,字卡與測驗為自編,非官方解答;頻率資料為原書年代的臺灣與各國數據。
因為合成途徑與上下游關係相連,討論 P1PK 系統時必須同時討論另兩個血型系統與相關抗原。這些抗原都是連在紅血球表面 磷脂質 ceramide(Cer)上的醣結構。
| 系統/集 | 編號 | 抗原 |
|---|---|---|
| P1PK | 第 3 血型系統 | P1、Pk、NOR(3 個) |
| Globoside(GLOB) | 第 28 血型系統 | P、PX2(2 個) |
| FORS | 第 31 血型系統 | FORS1(又稱 Forssman) |
| GLOB 血型集 | 血型集(基因未確認) | LKE |
這些抗原的醣鏈依合成途徑分成 globoside 系列與 paragloboside 系列,兩者都由 lactosylceramide(Gb2)出發。以下為原書圖 5-1 的文字整理。
| 抗原 | 起點與反應 | 酵素/基因 |
|---|---|---|
| Paragloboside | Gb2 依序以 β1→3、β1→4 接上 GlcNAc 與 Gal | — |
| H(type 2) | Paragloboside 以 α1→2 接 Fuc;是 A、B 抗原的前驅受質 | (回顧第 2 章) |
| P1 | Paragloboside 末端以 α1→4 接 Gal;決定位是 Galα1→4Galβ1→4GlcNAcβ1→3 | α4GalT(A4GALT) |
| Pk(Gb3、CD77) | Gb2 末端以 α1→4 接 Gal | α4GalT(A4GALT) |
| P(globoside,Gb4) | Pk 末端以 β1→3 接 GalNAc;位於 Pk 下游 | β3GalNAcT1(B3GALNT1) |
| PX2 | 同一個 β3GalNAcT1 以 paragloboside 為受質,末端接 β1→3 GalNAc | β3GalNAcT1(B3GALNT1) |
| NOR1 → NORint → NOR2 | 在 P 上加 α1→4 Gal 成 NOR1;再加 β1→3 GalNAc 成 NORint;末端再加 α1→4 Gal 成 NOR2 | A4GALT 帶 631C>G(Gln211Glu),改變受質辨識專一性 |
| FORS1(Forssman) | 在 P 末端以 α1→3 接 GalNAc | GBGT1;多數人是 pseudogene,少數帶 887G>A(Arg296Gln),使酵素有活性 |
| LKE(SSEA-4) | P 末端先接 β1→3 Gal(形成 Gb5,即 SSEA-3),再以 α2→3 接 sialic acid | 尚未確認生成基因,所以仍屬 GLOB 血型集 |
| 族群 | P1 | P2 |
|---|---|---|
| 白種人 | 約 75% | 約 25% |
| 黑人 | 94% | 約 6% |
| 臺灣(馬偕檢測 1,000 位閩南人) | 32% | 68% |
| 臺灣血液基金會 28,124 位捐血者 | 29.1% | 70.9% |
亞洲族群普遍 P1 頻率比 P2 低。P1/P2 兩種表現型在各族群都普遍存在,但頻率差異大。
| 表現型 | 成因與特徵 |
|---|---|
| p(P1−Pk−P−) | A4GALT 無功能,P1、Pk 與 Pk 下游所有 globoside 系列抗原(P、LKE 等)皆無法生成;各族群非常稀有,多因 A4GALT 轉譯區突變。臺灣高雄捐血中心曾報告一例:A4GALT 418–428 核苷酸缺失並插入外來 34 核苷酸的複合變異 |
| NOR | 極稀有;A4GALT 631C>G(Gln211Glu)改變受質專一性 |
| Pk 血型 | B3GALNT1 突變使 P 無法生成,Pk 抗原大量表現呈強反應;依 P1 有無分為 P1k(P1+Pk+P−)與 P2k(P1−Pk+P−);比 p 更罕見,臺灣未曾報告 |
| PX2 | 普遍存在;B3GALNT1 突變造成的 Pk 血型也是 PX2(−) |
| FORS1(+) | 少有;原本無功能的 GBGT1 產生變異所致 |
| LKE(+) | 常有;白種人 98% 為 LKE(+);基因未確認 |
一般 Pk(+)、P(+) 的人,絕大部分 Pk 被進一步合成 P,所以紅血球上 Pk 相對很弱;PX2、FORS1、LKE 在臺灣人的表現情形尚未被研究。
大部分血型抗原的差異來自生成它的基因上的變異,可直接(例如 MNS 的 S 與 s 是 GYPB 上單一核苷酸造成胺基酸 Met 或 Thr 之差)或間接(例如 ABO 的 A、B 酵素有四個胺基酸差異,對醣基的辨識專一性不同)生成不同抗原。但 P1/P2 的差別機制完全不同:由個體間 A4GALT 基因的表現量高低決定。
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 位置 | A4GALT intron 1,轉錄起始處為 +1 時位於 +3084 |
| G 型 | 吻合 EGR1 結合保守序列 → EGR1 結合 → A4GALT 轉錄增加 → P1 血型 |
| T 型 | EGR1 無法結合 → 轉錄下降 → P1 抗原量遠低、一般凝集呈 P1(−) → P2 血型 |
| 基因結構 | A4GALT 主要由 3 個 exon 組成,exon 1 與 exon 2 相距(intron 1)約 25 kb,整個轉譯區在 exon 3 |
| 抗體 | 常見於 | 特性與臨床意義 |
|---|---|---|
| Alloanti-P1 | P2 血型者 | 通常是 IgM、低溫、弱凝集,不在常溫或 37°C 反應,屬冷凝集抗體,通常不產生輸血反應、無臨床意義;國際上有極少數嚴重輸血反應報告 |
| Anti-PP1Pk(過去稱 anti-Tja) | p 血型者 | 常溫或 37°C 凝集,會凝集或溶解除 p 以外的所有紅血球,可致輸血反應或新生兒溶血症 |
| Anti-P | 所有 Pk 血型者(P−) | 37°C 凝集,可產生嚴重輸血反應;p 與 Pk(含 P1k、P2k)孕婦若有對抗 P 及(或)Pk 的抗體,流產率較高 |
| 抗原 | 關聯 |
|---|---|
| Galα1→4Gal 結構(P1、Pk、P、LKE) | 尿道感染主要由大腸桿菌引起,其表面辨識分子結合尿道上皮細胞的 Galα1→4Gal 醣結構 |
| Pk | 腸道出血性大腸桿菌製造 verotoxin,腸道細胞表面的 Pk 正是它的辨識結合分子;另有證據顯示 Pk 結構可能保護免於 HIV 入侵 |
| P | 是入侵紅血球前期細胞、可能引起嚴重貧血的 細小病毒 B19(parvovirus B19)的細胞受體 |
I 抗原屬 I 血型系統(第 27 系統),是該系統唯一的抗原;與它相關的 i 抗原屬 Ii 血型集。I 與 i 是連在細胞表面醣脂質與醣蛋白上的醣結構。
| i 抗原 | I 抗原 | |
|---|---|---|
| 結構 | 重複 N-acetyllactosamine(LacNAc)單元連成的 直鏈 poly-LacNAc | 直鏈上再接 GlcNAcβ1→6 分支的 分支型 poly-LacNAc |
| 生成 | β3GlcNAcT(B3GNT)與 β4GalT(B4GALT)兩個酵素交替作用 | 以 i 為前驅物,再由第三種酵素 Iβ6GlcNAcT(GCNT2)在直鏈上形成 GlcNAcβ1→6 分支,之後再由 β3GlcNAcT 與 β4GalT 接續,形成 分支型 poly-LacNAc |
| 表現 | 胎兒、新生兒(臍帶血)與未分化細胞大量表現 | 成人與已分化細胞大量表現 |
冷凝集(cold agglutination)指抗體與紅血球的最佳反應溫度在低溫(原書寫 0°C)、30°C 以上不反應。所有冷凝集抗體都是針對紅血球表面醣脂質或醣蛋白上醣結構的抗體,最早的起源都是自體抗體。低力價的冷凝集抗體普遍存在於一般人血清中,前述 P2 血型者的 alloanti-P1 即是其中一種,但 最普遍的是 autoanti-I。
| 抗體 | 特性 |
|---|---|
| Autoanti-I | 與絕大部分成人紅血球反應,與新生兒(臍帶血)紅血球不反應;血庫日常作業中造成最多困擾;anti-HI 比 anti-I 更常見;血庫靠「與臍帶血不反應」鑑定 anti-I。多數力價極低、僅低溫反應,但少數可達 37°C 造成溶血;有些雖未達 37°C 但反應溫度較高,也會使輸入的 I 陽性紅血球壽命縮短 |
| 高力價 autoanti-I | 出現在 冷凝集病(CAD)或 肺炎黴漿菌(Mycoplasma pneumoniae)感染的病人 |
| Anti-i | 目前報告的皆為 autoanti-i,alloanti-i 尚未被發現;常見於傳染性單核球過多症與免疫缺乏病人 |
| Alloanti-I | 高力價者普遍存在於 成人 i 血型者血清,皆為 IgM、僅低溫反應 |
決定 I 抗原生成的 β6GlcNAcT(又稱 IGnT)基因經 HUGO 命名為 GCNT2,但過去無法確認它是否負責紅血球上的 I,所以 I 仍與 i 同屬基因不明的 Ii 血型集。2001 年馬偕收集三個稀有的臺灣成人 i 家族(S、W、C 家族),分析 GCNT2,找到三種突變:
這證實 紅血球 I 抗原的生成由 GCNT2 表現的 β6GlcNAcT 活性決定,國際輸血協會因此把 I 從 Ii 血型集移出,成為新的 第 27 血型系統:I 血型系統;i 仍留在原來的 Ii 血型集。
成人 i 血型常合併先天性白內障,但只是 部分聯結(partial association):並非所有 i 血型者都有白內障;在亞洲族群特別顯著,歐美白種人則不顯著。
| i 血型 + 先天性白內障 | i 血型、視力正常 | |
|---|---|---|
| 代表族群 | 亞洲(臺灣、日本) | 歐美白種人 |
| 突變位置 | 三種形式 共用的 exon 3(臺灣:1043G>A、1148G>A) | 只在 exon 1C(505G>A Ala169Thr、683G>A Arg228Gln) |
| 受影響的形式 | 紅血球的 GCNT2C 與水晶體的 GCNT2B 皆突變 | 只有紅血球的 GCNT2C 突變 |
| 水晶體 GCNT2B | 突變 → 先天性白內障 | 正常 → 視力正常 |
胎兒與孕母 ABO 不合非常普遍,但嚴重的 ABO 胎兒與新生兒溶血症(HDFN)卻很稀少。O 型者的 anti-A、anti-B 大多是 IgG,可通過胎盤;A 或 B 型者的 anti-B、anti-A 是 IgM,無法通過胎盤。理論上 O 型母親懷 A 或 B 型胎兒,IgG anti-A,B 通過胎盤會造成嚴重溶血,實際上輕微溶血很常見、嚴重者很少。
馬偕與臺大研究團隊證實:成人血球幹細胞分化成紅血球的過程中,轉錄因子 C/EBPα 結合在 GCNT2C 基因 5' 端調控區域,刺激 GCNT2C 在紅血球生成時表現,產生 I 抗原。這個機制在胎兒紅血球生成過程中似乎不存在,或無法像成人一樣有效刺激 GCNT2C 表現,所以胎兒紅血球保持 i 抗原的表現。
| 主題 | 重點 |
|---|---|
| 三個系統 | P1PK(P1、Pk、NOR);GLOB(P、PX2);FORS(FORS1);LKE 屬 GLOB 血型集 |
| A4GALT(α4GalT) | 生成 P1、Pk、NOR;NOR 為 631C>G(Gln211Glu) |
| B3GALNT1 | β3GalNAcT1:Pk → P,也以 paragloboside 為受質生成 PX2 |
| GBGT1 | 多為 pseudogene;887G>A(Arg296Gln)→ FORS1 |
| P1/P2 頻率 | 臺灣 ~30%/70%;白種人 75%/25%;黑人 94%/6% |
| P1/P2 機制 | A4GALT 表現量;intron 1 rs5751348(+3084)G → EGR1 結合 → P1;T → P2 |
| p 血型 | P1−Pk−P−;A4GALT 無功能;anti-PP1Pk(Tja)37°C 反應,可致輸血反應與 HDFN |
| Pk 血型 | B3GALNT1 無功能;anti-P;P1k/P2k;臺灣未曾報告 |
| Anti-P1 | P2 者;低溫 IgM;通常無臨床意義 |
| 疾病關聯 | UTI E. coli → Galα1→4Gal;verotoxin → Pk;B19 → P;Pk 可能抗 HIV |
| i vs I | i = 直鏈 poly-LacNAc;I = 分支(GCNT2 / β6GlcNAcT);胎兒 i → 成人 I(0–2 歲) |
| I 血型系統 | 第 27 系統;i 留在 Ii 血型集;2001 年由三個臺灣成人 i 家族確認 GCNT2 |
| Autoanti-I | 最普遍的冷凝集抗體;CAD 與 Mycoplasma 高力價;與臍帶血不反應 |
| Anti-i | 只有 auto;見於傳染性單核球過多症與免疫缺乏 |
| 成人 i 輸血 | alloanti-I(IgM,低溫)但血球壽命極短(約 2.3–2.5 天輸 1 單位);需稀有血型庫 |
| GCNT2A/B/C | 共用 exon 2、3;紅血球只表現 C,眼水晶體只表現 B;共用 exon 3 突變 → i + 白內障;exon 1C 突變 → 僅 i |
| ABO HDFN 為何少見 | 胎兒 i 直鏈 → A/B 抗原少且難以 bivalency 結合(10^3–10^4 倍差異);出生後 I 增加 |
| I 調控 | C/EBPα 結合 GCNT2C 5' 調控區;胎兒似乎無效 |